Entwurf, Motivation und Bewertung eines optischen taktilen Sensors mit voller Auflösung

Die menschliche Haut ist in der Lage, verschiedene Arten von Kräften mit hoher Auflösung und Genauigkeit zu spüren. Die Entwicklung eines künstlichen Tastsinns muss diese Eigenschaften berücksichtigen und gleichzeitig die Skalierbarkeit auf große Flächen mit beliebigen Formen gewährleisten. Der in diesem Artikel vorgeschlagene visionbasierte taktile Sensor nutzt die extrem hohe Auflösung moderner Bildsensoren, um die Verteilung der normalen Kraft, die auf ein weiches Material ausgeübt wird, zu rekonstruieren, dessen Deformation in den Kamerabildern beobachtet wird. Durch die Einbettung eines zufälligen Musters im Material kann die volle Auflösung der Kamera ausgenutzt werden. Der Entwurf und die Motivation des vorgeschlagenen Ansatzes werden in Bezug auf ein vereinfachtes Elastizitätsmodell diskutiert. Ein künstliches tiefes neuronales Netzwerk wird mit experimentellen Daten trainiert, um die taktile Erfassungsaufgabe mit hoher Genauigkeit für einen bestimmten Eindringkörper zu erfüllen, wobei eine räumliche Auflösung und ein Erfassungsbereich erreicht werden, die mit der menschlichen Fingerspitze vergleichbar sind.